[發明專利]一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法及設備

有效

• 申請號: 201110031566.7
• 申請日: 2011-01-29
• 公開（公告）號: CN102120578A
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發明（設計）人: 譚毅;姜大川;鄒瑞洵
• 申請（專利權）人: 大連隆田科技有限公司
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 于忠晶

1.一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法，其特征是：先通過電子束在低磷、低金屬的高純硅錠的頂部形成穩定熔池，后將需提純的硅粉落入熔池熔煉，實現粉體的快速熔化去除硅粉中的揮發性雜質磷，同時進行定向拉錠使低磷多晶硅進行定向凝固生長，通過分凝效應去除多晶硅中金屬雜質。

2.根據權利要求1所述的一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法，其特征是：具體步驟如下：

第一步備料：采用低磷、低金屬的高純硅錠置于真空設備中做載體，在其上面裝粉桶中裝入需提純的高磷、高金屬粉體硅料；

第二步預處理：對真空設備進行抽真空，真空達到0.002Pa以下；然后對拉錠部件進行冷卻，使坩堝的溫度維持在25-45℃；給電子槍預熱，設置高壓為28-32kV，高壓穩定5-10分鐘后，關閉高壓，設置電子槍束流為100-200mA進行預熱，預熱10-15分鐘后，關閉電子槍束流；

第三步：除磷和金屬雜質：同時打開電子槍的高壓和束流，穩定后，通過電子槍以200-300mA的束流轟擊低磷、低金屬高純硅錠，形成穩定的熔池；然后，調節電子槍束流大小，使束流維持在300－500mA，優選300mA-400mA，將裝粉桶中的高磷、高金屬硅粉落入熔池中，硅粉快速熔化去除揮發性雜質磷，同時按照匹配的速度向下拉錠；直至落粉結束后，首先關閉電子槍，10-15分鐘后停止向下拉錠，繼續抽真空35-50分鐘；停止抽真空后進行放氣，放氣結束后取出硅錠即完成提純。

3.一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法采用的設備，其特征是：設備采用真空蓋、真空爐壁及裝粉蓋構成真空設備，真空設備內腔為真空室；真空室內上部裝有裝粉桶，裝粉桶底部帶有出料口，出料口裝配有外驅式擋粉板，裝粉桶出料口底部裝有坩堝，坩堝底部裝有拉錠機構，拉錠機構上裝有硅錠，電子槍安裝在真空室上部，電子束流對準硅錠。

4.根據權利要求3所述的一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法采用的設備，其特征是：所述真空設備外殼上安裝有抽真空裝置，抽真空裝置采用機械泵、羅茨泵和擴散泵。

5.根據權利要求3所述的一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法采用的設備，其特征是：所述拉錠機構采用拉錠支撐桿安裝在真空爐壁的底部，拉錠支撐桿上部安裝有銅板，銅板上安裝石墨塊，石墨塊上放置硅錠，拉錠支撐桿和銅板中開設有冷卻流道，冷卻流道接通冷卻源。

6.根據權利要求3所述的一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法采用的設備，其特征是：所述裝粉桶頂部帶有裝粉蓋，裝粉蓋位于真空爐壁上，外驅式擋粉板為L形擋粉板，擋粉板一端轉動安裝在轉動機構中，轉動機構安裝在真空爐壁外。

7.根據權利要求3所述的一種電子束除磷、除金屬的耦合提純多晶硅的方法采用的設備，其特征是：所述坩堝安裝在支撐底座的頂部，支撐底座安裝在真空爐壁的底部，支撐底座上安裝有保溫套。